Доильные стаканы

12.11.2014

Наиболее ответственной деталью двухкамерного доильного стакана является сосковая резина, непосредственно соприкасающаяся с сосками коровы. Диаметр, длина и толщина стенок сосковой резины имеют большое значение для процесса доения. Очень важна также конструкция верхней части сосковой резины, так называемого присоска или колпака: от его формы, размеров и эластичности зависит ряд показателей машинного доения коров.
Диаметр сосковой резины должен соответствовать диаметру сосков. Это требование основано на том, что при доении разность давлений должна воздействовать не на всю поверхность соска, а только на его кончик, чтобы открыть сфинктер. Действие разрежения на всю поверхность соска вызывает у коров болезненные ощущения.
Воздействие разрежения только на кончик соска возможно, если внутренний диаметр сосковой резины равен диаметру соска или меньше его. Однако слишком малый диаметр резины может вызвать сужение или даже перекрытие канала соска, что повлечет за собой уменьшение скорости доения и нечистое выдаивание коровы. Эластичность позволяет сосковой резине до некоторой степени приспосабливаться к соскам различных размеров, но в очень небольших пределах. Если в стаде имеются коровы различного возраста, которых до введения машинного доения доили вручную, то колебания в размерах сосков обычно бывают большие. В этом случае коровы, имеющие соски большого диаметра, будут выдаиваться машиной плохо (или совсем не выдоятся). При машинном доении новотельных коров таких явлений не бывает, так как эти коровы обычно имеют маленькие соски, которые в течение нескольких дней немного увеличиваются, приходя в соответствие с диаметром сосковой резины. Поэтому новотельные коровы, как правило, выдаиваются доильной машиной лучше.
Фирмы-изготовители выбирают диаметр сосковой резины применительно к тем породам коров, на которых их доильные машины предполагается применять. Поэтому диаметр сосковой резины у различных доильных машин колеблется в пределах 20—35 мм.
Некоторые фирмы выпускают одну и ту же доильную машину с сосковой резиной разного диаметра в соответствии с запросами различных районов страны или разных стран, в которые эти машины поставляются.
Применение доильных машин с сосковой резиной разных диаметров в пределах одной фермы встречается редко, так как смена резины или доильных стаканов во время доения затруднительна.
В России применяют сосковую резину с внутренним диаметром 22—23 мм, т. е. ближе, к минимальному пределу. Резина такого размера выбрана по следующим соображениям. Превышение внутреннего диаметра сосковой резины над диаметром соска вызывает у коров в первые дни доения неприятные ощущения и торможение отдачи молока. .При этих условиях трудно вводить машинное доение. Кроме того, при трехтактном способе доения доильные стаканы с большим диаметром сосковой резины хуже удерживаются на сосках.
В ВИЭСХе была проведена большая работа по измерению сосков у коров различных пород и возрастов (табл. 1).

Из табл. 1 видно, что наиболее распространенные размеры сосков лежат в относительно небольших пределах.
Следует учитывать также и то, что не только резина приспосабливается к соску, но и сосок приспосабливается к резине. Как показывает практика, сосковая резина диаметром 22 мм может быть пригодна для сосков диаметром от 22,3 до 38,9 мм, т. е. для 85,1% коров. Этому способствует в известной мере и постепенное уменьшение соска по диаметру в процессе выдаивания (табл. 2).

Из табл. 2 видно, что соски большего диаметра уменьшаются более значительно не только в абсолютном, но и в процентном отношении.
В тех случаях, когда соски коровы очень тонкие и доильные стаканы некоторое время плохо на них держатся, диаметр сосковой резины уменьшают следующим способом (рис. 7): перед сборкой доильного стакана на сосковую резину надевают кольцо, отрезанное от запасной сосковой резины.

Преобладание в стадах коров с сосками большого размера заставляет фирмы изменять диаметры сосковой резины в сторону увеличения (табл. 3).
Длина сосковой резины должна соответствовать длине сосков. Для правильной работы доильного аппарата конец соска во время такта сжатия должен находиться примерно в середине рабочей длины сосковой резины. Сильно отклоняться от этого положения он не должен, иначе сжатие произойдет недостаточно полно или совсем не произойдет, и конец длинного соска будет плохо защищен от действия на него постоянного разрежения, в результате чего могут возникнуть заболевания сосков. Если же соски очень длинные, концы их при такте сосания упираются в дно доильного стакана, и процесс доения нарушается еще больше. Исходя из этих соображений, рабочую длину сосковой резины нужно делать в 3 раза большей, чем средняя длина сосков (между доениями) у коров данного стада.
Однако сильно удлинять сосковую резину нельзя по экономическим соображениям, так как стоимость доильных стаканов при увеличении их длины повышается. Удлинение стаканов ограничивается также высотой расположения вымени от пола и их весом. Наибольший допустимый вес всех деталей, подвешиваемых на соски, составляет 3,3 кг.
Для обоснования выбора длины сосковой резины приводим данные ВИЭСХа по измерению длины сосков (табл. 4). Измерения проводились при помощи специального инструмента в интервалах между доениями. В этом случае пределы колебаний выше, чем при измерении диаметров сосков: самый длинный сосок в 7 раз превосходит самый (короткий. Наиболее распространенные значения длины сосков находятся в относительно небольших пределах: длину 59—69 мм имеют 52,6%, а длину 40—79 мм — 83,5% измеренных сосков.

Однако при определении длины доильных стаканов и сосковой резины нужно учитывать, что такт сжатия наступает вслед за тактом сосания, при котором сосок под действием разрежения удлиняется. Из табл. 5 видно, что короткие соски удлиняются более чем: в 2 раза, а самые длинные — только на своей длины. Это существенно изменяет разницу в длине сосков: при средней их длине 40—70 мм рабочая длина сосков, находящихся под действием разрежения, составит около 90 мм.
Изменение длины соска от действия такта сжатия измерить не удалось, так как оно невелико и уловить )его трудно. Однако изменение длины соска, находящегося под действием пульсирующего вакуума (0—30 см рт. ст.) в стеклянном доильном стакане, было измерено у пяти коров, имеющих приблизительно одинаковые соски. Средняя начальная длина сосков была равна (после подмывания вымени) 67 мм. Результаты измерения при десяти доениях приведены в табл. 6. Изменение длины соска носит периодический характер. Во время такта отдыха сосок не возвращается к начальной длине, а остается несколько удлиненным. К концу доения общее удлинение соска незначительно возрастает.
Анализ приведенных данных позволяет сделать вывод, что рабочая длина сосковой резины должна составлять около 200 мм. Однако в современных доильных машинах различных фирм имеются значительные отступления от этого размера (табл. 7).

Возможно, что недостаточная рабочая длина сосковой резины в некоторых доильных машинах является отрицательным: фактором, способствующим заболеванию сосков. К сожалению, в литературе нет данных об исследованиях, посвященных этому вопросу.
Толщина стенок сосковой резины также имеет очень большое значение для процесса доения. Как известно из истории доильных машин, непрерывное отсасывание молока из сосков, применявшееся в первых доильных машинах, вызывает нарушение кровообращения в сосках и их заболевания. При этом боль в сосках приводит к торможению отдачи молока и потере продуктивности коров. Поэтому стали применять периодическое отсасывание молока из сосков, так как действие пульсирующего вакуума на соски не сопровождается такими отрицательными последствиями, как действие постоянного вакуума.
В целях предотвращения загрязнения молока бактериями, находящимися в воздухе, и усиления стимулирования отдачи молока коровой был изобретен двухкамерный доильный стакан, в котором такт отдыха заменили тактом сжатия.
При использовании очень тонкой сосковой резины (0,1 мм) действие такого доильного стакана на соски при такте сжатия мало отличается от действия при такте отдыха. Однако тонкая сосковая резина очень недолговечна и не защищает стенки соска от расширяющего действия разрежения при такте сосания. Сосок чрезмерно раздувается, и от боли корова сбрасывает ногами стаканы на пол. По этой причине практически повсеместно применяют сосковую резину с толщиной стенок 2,5—3,5 мм. Такая сосковая резина служит в зарубежных доильных машинах от 3 до 6 месяцев, что экономически вполне приемлемо.
Однако защитные свойства толстой сосковой резины при такте сжатия несравненно хуже: при толщине ее стенок 2,5—3,5 мм такт сжатия не аналогичен такту отдыха, а поэтому доильные аппараты с такой сосковой резиной не безвредны. Особенно большой вред наносят они при холостом ходе машины, о чем уже было сказано выше.
Если же, например, сосковая резина доильного стакана будет иметь толщину стенок 5 мм, то такт сжатия будет еще менее похож на такт отдыха. А если стенки будут еще толще, то резина совсем не будет сжиматься, и будет происходить непрерывное отсасывание молока. Отсюда видно, что характер такта сжатия можно изменять, меняя толщину стенок сосковой резины и ее эластичность.
Наиболее желательным, с физиологической точки зрения, является применение тонкой сосковой резины при условии устранения указанных выше недостатков. Одним из вариантов решения этого вопроса будет армирование тонкой сосковой резины тканью. Это не ухудшит защитных свойств резины при такте сжатия и одновременно сделает ее нерасширяемой при такте сосания. Срок службы такой сосковой резины увеличится и будет даже большим, чем обычной. Однако массовое изготовление тонкой сосковой резины, армированной тканью, связано с большими технологическими затруднениями, которые еще не преодолены. (Возможно, что применение новых пластмасс ускорит решение этой задачи).
Для изучения процесса доения коров доильными стаканами с тонкой сосковой резиной в ВИЭСХе изготовили экспериментальные образцы таких стаканов. Сначала изготовили резиновые трубки диаметром 22 мм с толщиной стенок 0,5 мм. Стенки трубок были армированы капроновой тканью. У сосковой резины, используемой в машине ДА-3М, отрезали цилиндрическую часть и вместо нее приклеили эти тонкостенные трубки. К нижнему концу трубки приклеили небольшой отрезок обычной сосковой резины, так как без него нельзя произвести сборку доильного стакана. Таким образом, получилась новая сосковая резина, которая при сжатии хорошо изолирует сосок от вакуума и по физиологическому действию приближает такт сжатия к такту отдыха.
Доильные аппараты с тонкостенной сосковой резиной были испытаны в совхозах «Лесные поляны» и «Истра» (Московская область) на скорость доения и чистоту выдаивания коров при работе по двухтактному способу. Результаты получились удовлетворительные. Скорость доения в совхозе «Истра» получилась меньшей, чем в совхозе «Лесные Поляны», что в значительной мере объясняется низким качеством опытных образцов сосковой резины. Поэтому необходимы дальнейшие исследования тонкой сосковой резины на более надежных образцах.
Конструкция верхнего конца сосковой резины (присоска) имеет важное значение, так как от нее в значительной степени зависят удерживание доильных стаканов на сосках и чистота выдаивания коров.
Исследования показывают, что спадание доильных стаканов во время доения любыми доильными аппаратами — явление довольно частое. Поэтому многие фирмы включают в комплект доильной машины веревочку или шнур для подвязывания доильных стаканов на корове во время доения.
Перерывы во время доения, вызываемые спаданием доильных стаканов, отрицательно влияют на процесс доения, так как беспокоят коров. Кроме того, доильные стаканы, упавшие на грязную подстилку, могут засосать в молоко грязь, поэтому их нельзя надевать на соски без промывки. Это заставляет хозяйства иметь запасной комплект доильных стаканов, который хранится в полной готовности на случай замены упавших стаканов, нуждающихся в основательной чистке и промывке.
Конечно, все это усложняет доение, и следует стремиться к тому, чтобы доильные стаканы не спадали. С другой стороны, следует учесть и то, что хорошая конструкция присоска, с точки зрения удержания доильных стаканов на сосках во время доения, может оказаться плохой в отношении чистоты выдаивания. Это случается обычно потому, что доильный стакан слишком сильно наползает на сосок и, не дав корове полностью выдоиться, перекрывает сообщение соска с цистерной вымени. Разумеется, что удерживание доильных стаканов на сосках коровы во время доения происходит в первую очередь в результате действия вакуума, который создает силу, действующую на доильные стаканы вверх; но эта сила иногда бывает недостаточной.

При трехтактном способе доения сила присасывания действует периодически: во время такта отдыха она отсутствует, и, следовательно, в это время стаканы могли бы упасть. Однако в действительности доильные стаканы не падают, так как они удерживаются силой трения соска о резину и действием присоска. Это действие состоит в том, что в верхнем конце сосковая резина имеет больший диаметр, а потому здесь вакуум действует непрерывно и увеличивает диаметр соска. Такое утолщение соска у основания расположено ниже соскового отверстия в резине, и поэтому стаканы не спадают. Вакуум в присоске не снижается до нуля даже при такте отдыха. Утолщение соска у его основания может быть болезненным для коровы, если длина утолщенного участка слишком велика. Но оно может быть и недостаточно эффективным в отношении надежного удерживания доильного стакана на соске, если его длина мала. Возможно, что размер присоскового пространства оказывает существенное влияние на наползание доильных стаканов, но вопрос этот еще не изучен.

Присоски бывают самых различных конструкций (рис. 8 и 9). У одних диаметр отверстия для входа соска равен внутреннему диаметру сосковой резины. У других он имеет небольшое отступление от диаметра сосковой резины. Есть и такие аппараты, в которых этот диаметр значительно больше общепринятого («Сердж»). Последнее возможно главным образом в доильных машинах с подвешиваемым ведром. Значительное увеличение диаметра входного отверстия присоска исключает прерывание сообщения соска с цистерной вымени при наползании стакана и повышает чистоту выдаивания (уменьшает додой).
Доильные стаканы с такими присосками удерживаются на досках менее надежно. При использовании аппаратов с подвешиваемыми ведрами это не имеет особого значения, так как в этом случае стаканы при спадании не попадают на пол. Толщина стенок и конфигурация присоска имеют, видимо, также очень большое значение. Но вопрос этот мало изучен, и поэтому каждая фирма подбирает присоски исходя из собственного опыта.
В местах соприкосновения с присоском у соска находятся концевые образования нервов, наиболее чувствительные к возбуждению. На практике замечено, что грубые и жесткие края присосков оставляют рубцы на поверхности сосков и даже повреждают ткани внутри соска. Поэтому при конструировании надо стремиться к тому, чтобы края присосков не были грубыми и жесткими. Основные размеры присосков, оказывающие влияние на процесс доения, приведены в табл. 8.

Исследования влияния различных размеров присоска на процесс доения в литературе не освещены. Появились новые патенты за рубежом и авторские свидетельства в нашей стране, имеющие целью обеспечение чистого выдаивания коров без спадания и наползания доильных стаканов путем коренного усовершенствования присосков. Работа в этом направлении была проведена ВИЭСХом; результаты ее приводятся ниже.
Силы, обеспечивающие удерживание доильных стаканов на сосках, могут быть с некоторой точностью определены и расчетом. Силу присасывания доильного стакана в результате действия разрежения определить не трудно. Если принять средний диаметр соска в сосковой резине 25 мм и разрежение под соском 35 см рт. ст., то во время такта сосания сила, действующая на доильный стакан вверх,

Как видно из этого расчета, сила действия разрежения значительно превосходит вес доильного стакана. Поскольку диаметр сосковой резины в разных доильных машинах колеблется в пределах 20—35 мм, то и сила присасывания доильного стакана изменяется в пределах 1,5—4,5 кГ.
Во время такта сжатия сила, действующая на доильный стакан, уменьшится, так как поверхность соска, находящаяся под действием разности давлений, по сугубо приблизительным подсчетам Н. М. Ароновича, уменьшится более чем вдвое. Однако она еще достаточна для удержания доильного стакана на соске. В это время стаканы удерживаются еще и силой трения соска о резину. При сжатии сосковой резины возникает сила, выталкивающая сосок, которая, по подсчетам инж. В. Фрица, в среднем достигает 1 кГ. При отсутствии силы трения или существенном ее уменьшении выталкивающая сила действует сильнее присасывающей, и стаканы спадают с сосков. Такие случаи могут иметь место в практике доения, если по каким-либо причинам соски были смазаны жирной мазью, которая перед доением не была с них удалена.
Выталкивающая сила особенно сильно сказывается в доильных машинах, в которых при такте сжатия в межстенном пространстве доильных стаканов создается давление выше атмосферного (например, машина «Шарплес»). Фирма Шарплес применяла в своей машине регулируемое избыточное давление (в зависимости от формы и длины сосков). Для большинства коров величина избыточного давления в межстенном пространстве доильных стаканов должна составлять приблизительно 0,3 ат и только в редких случаях 0,5 ат, так как выталкивающая сила при сжатии сосковой резины ограничивает увеличение избыточного давления (стаканы часто спадают). Более или менее точной методики расчета выталкивающей силы при сжатии сосковой резины еще не существует.
Особенно трудно произвести расчет удерживающей силы, которая возникает в присоске от действия в нем вакуума на некоторую часть поверхности соска (у его основания). Однако экспериментальные данные, приводимые ниже, дают представление о величине и характере изменения вакуума во время доения и влиянии этих изменений на соски коров. В первый период доения разрежение в присосковом пространстве бывает небольшим, но по мере выдаивания повышается. Это происходит оттого, что в первые минуты доения соски более упруги, я к концу доения они становятся вялыми, уменьшаются в диаметре, и тогда вакуум в присоске достигает наибольшей величины. При этом она не остается постоянной, а периодически изменяется в такт пульсациям. При трехтактном способе доения амплитуда пульсации вакуума в присоске несколько меньше, чем при двухтактном. Колебания вакуума в присоске в такт пульсации в одной и той же доильной машине при доении разных коров приведены в табл. 9.

Из табл. 9 видно, что на характер изменения вакуума в присоске оказывают существенное влияние как диаметр соска, так и подсос воздуха из атмосферы (корова Агама). Данные табл. 10 дают представление о колебаниях вакуума в присоске в зависимости от его формы и величины вакуума под соском.
Все доильные машины, кроме трехтактной, работали по двухтактному способу. Форма их присосков показана на рис. 10.

Толстые соски затрудняют сообщение присоскового пространства с вакуумом, вследствие чего амплитуда колебаний вакуума в этом случае ниже, но образовавшийся в присоске вакуум меньше понижается при такте сжатия. При тонких сосках вакуум в присоске выше, но доильные стаканы удерживаются хуже, что указывает на большую роль силы трения соска о резину для удержания доильных стаканов на сосках. С этой точки зрения важно, что при трехтактном способе доения периодическое расширение сосковой резины в конце такта отдыха, видимо, способствует спаданию доильных стаканов. Возможно, что устранение этого расширения уменьшило бы число спаданий, но это может вызвать наползание доильных стаканов на соски, что повлечет за собой менее чистое выдаивание.

Попытки увеличить вакуум в присосках путем непосредственного их питания от пульсатора не дали хороших результатов, так как с повышением вакуума края присоска сближаются и рабочая поверхность его уменьшается.
В первом варианте трехтактной доильной машины не удалось добиться надежного удерживания доильных стаканов на сосках без подвязывания их веревочкой. Поэтому было исследовано влияние подвязывания стаканов к вымени на скорость доения. Оказалось, что слабое натяжение веревочки при подвязывании не уменьшает скорости доения, но тугое подтягивание стаканов к вымени (что нередко делают доярки) значительно снижает ее (табл. 11).

Несмотря на то, что в инструкции по доению трехтактной машиной обращалось внимание на необходимость умеренного подтягивания доильных стаканов веревочкой, доярки часто не придерживались этого правила, и доение происходило медленна и недостаточно полно. Поэтому при модернизации трехтактной доильной машины ДА-З было обращено большое внимание на устранение подвязывания доильных стаканов при доении большинства коров.
В модернизированной доильной машине ДА-ЗМ удалось достигнуть того, что стаканы не спадают с сосков и без подвязывания. Этого добились следующими средствами:
- увеличили относительную длительность такта сосания с 50 до 60%;
- увеличили число пульсаций с 45 до 60 в минуту;
- увеличили сечения молочных трубок и шлангов, что повысило рабочее разрежение под сосками при истечении молока;
- повысили разрежение в трубопроводе с 38 до 40 см рт. ст.;
- увеличили диаметр сосковой резины с 22 до 23 мм;
- изменили форму присоска и увеличили его высоту;
- уменьшили число отверстий в коллекторе для впуска воздуха под соски с шести до трех.
В результате этого доильные стаканы во время доения стали надежно удерживаться на сосках и, кроме того, скорость и чистота доения повысились. При использовании старого доильного аппарата ДА-3 также можно уменьшить число спаданий доильных стаканов, для чего следует:
- в нижнем клапане коллектора просверлить отверстие диаметром 1,5 мм. Это обеспечивает перемещение молока по молочному шлангу и во время такта отдыха и повышает длительность действия разрежения под сосками при такте сосания;
- в направляющей заглушить четыре отверстия из шести, что повысит разрежение под сосками при такте отдыха с 4 до 8 см рт. ст.;
- удлинить такт сосания до 60% и увеличить число пульсаций до 60 в минуту. Это можно осуществить разными способами. Наиболее простой из них состоит в накладывании на верхнюю шайбу старого пульсатора пружины или куска сосковой резины. Можно также заменить старый пульсатор пульсатором нового выпуска, в котором такт сосания составляет 60%.
Насколько размеры присоска влияют на спадание доильных стаканов, видно из следующего: при увеличении в процессе эксплуатации входного диаметра присоска с 23 до 25 мм число спаданий увеличивается настолько, что доярки начинают пользоваться веревочкой. Поэтому очень важно было найти рецепты и способы производства сосковой резины, которые свели бы деформацию ее во время эксплуатации к минимуму.
В 1960 г. Научно-исследовательский институт резиновых и латексных изделий (НИИР) совместно с ВИЭСХом провели исследования ряда новых рецептов резиновых смесей для изготовления сосковой резины и молочной трубки. В результате оказалось, что детали, изготовленные из резины ПЛ-124 на базе бутил-каучука, служат до девяти месяцев без существенного изменения диаметра присоска и самой сосковой резины. Переход на изготовление этих деталей из бутил-каучука, казалось, мог бы сильно повысить надежность машинного доения коров и дать большую экономию благодаря уменьшению количества резины, которая идет на изготовление этих деталей. Однако технология изготовления деталей из этой резины оказалась более трудной, и массовое производство ее не дало ожидаемых положительных результатов.
В настоящее время осуществляется переход на так называемую нитрильную резину, обладающую свойством работать длительный срок без остаточной деформации.
Значительное влияние на конфигурацию сосковой резины оказывают конструкция доильного стакана и особенно способы соединения сосковой резины с гильзой и молочной трубкой. Кроме того, имеет большое значение и технология изготовления как сосковой резины, так и гильзы. На рис. 11 показаны различные типы сосковой резины, изготовляемой в Англии. Некоторые ее образцы являются простыми резиновыми трубками. Для образования присоска в них вставляют металлическое кольцо, как в ДА-3. Применение таких присосков, как отмечается в зарубежной литературе, благоприятно отражается на процессе доения коров.
При сборке доильного стакана трубкообразную сосковую резину удлиняют на 30—40%, а формовую — на 5% и более.

Срок службы сосковой резины зависит и от ее конструкции. В литературе встречаются сообщения, что в Англии, например, средний срок службы сосковой резины двух типов, изготовленной из одного, сорта каучука и различающейся только по конструкции, составляет 1800 и 3500 доений. Имеется много ссылок на то, что конструкция сосковой резины оказывает большое влияние и на скорость доения, но конкретные данные по этому вопросу найти трудно. Доктор Уиттлстоу» (Новая Зеландия) в своей работе «Принципы машинного доения» довольно обстоятельно изложил вопрос о том, какие сорта резины следует 1 применять для изготовления различных деталей доильных машин. К сожалению, наиболее пригодные из них у нас не производятся.
Конструкция гильзы двухкамерного доильного стакана оказывает меньшее влияние на процесс доения, чем конструкция сосковой резины, но вес ее имеет большое значение. При конструировании гильзы необходимо рационально выбирать внутренний диаметр, толщину стенки, материал, вес и форму, обеспечивающую быструю и легкую сборку доильного стакана. Внутренний диаметр гильзы должен быть несколько больше наружного диаметра сосковой резины. Это требование вызывается необходимостью обеспечить простоту снятия доильных стаканов с сосков в конце доения.
Обычно в инструкциях по эксплуатации доильных машин дается указание снимать доильные стаканы с сосков при закрытом молочном кране, но при действующем пульсаторе. В этом случае внутри сосковой резины (под сосками) устанавливается атмосферное давление, а в межстенном пространстве действует пульсирующий вакуум, который периодически расширяет сосковую резину и дает возможность легко снимать доильные стаканы с сосков. При этом иногда стаканы под действием собственного веса спадают с сосков, что позволяет даже автоматизировать этот процесс. Именно для обеспечения некоторого расширения сосковой резины при снятии доильных стаканов и требуется, чтобы внутренний диаметр гильзы был больше наружного диаметра сосковой резины. Кроме того, слишком малая разница в диаметрах сосковой резины и гильзы иногда бывает причиной прилипания сосковой резины к отверстию в гильзе, через которое действует пульсирующий вакуум от пульсатора. В этом случае работа доильного аппарата нарушается.
Излишнее увеличение диаметра гильзы соответственно повышает емкость межстенного пространства доильных стаканов и вызывает повышенный расход воздуха, вследствие чего требуется повышение производительности вакуум-насоса и увеличение расхода материала на изготовление гильз.
Для определения внутреннего диаметра гильзы при ее конструировании следует учесть необходимое увеличение диаметра сосковой резины при работе пульсатора, когда внутри сосковой резины действует атмосферное давление (холостой ход). Значения этих размеров, которые получены путем непосредственного измерения гильз доильных аппаратов, имеющихся в ВИЭСХе, приведены в табл. 12.
Данные табл. 12 дают представление о величине зазора, который в среднем должен составлять около 5 мм.

Толщину стенки гильзы выбирают исходя из прочности и веса доильных стаканов. Расчет гильзы на прочность от действия разрежения показывает, что при разности давлений 0,5 ат, которой подвергаются стенки гильзы во время работы, толщина стенки может быть незначительной. Однако гильза весьма часто подвергается действию случайных больших нагрузок (вплоть до того, что корова может наступить на нее ногой). При небольшой толщине стенки нельзя обеспечить сравнительно большой вес доильных стаканов, который обычно выбирают в пределах 200—500 г. Исходя из этих соображений, фирмы, выпускающие доильные машины, делают гильзы с толщиной стенки от 1,15 до 4,0 мм (см. табл. 12), в зависимости от материала.
Гильзы можно изготовлять из латуни, бронзы, алюминия и различных сплавов. Наилучшим материалом для них является нержавеющая сталь. В последнее время делаются попытки применить для этой цели пластмассы, но они слишком легки и не проверены еще на практике в отношении срока службы. Малый вес гильзы можно компенсировать дополнительным грузом на коллекторе (что иногда практикуется за рубежом). Однако перенесение большей части веса с доильных стаканов на коллектор может вызвать неравномерное выдаивание отдельных четвертей вымени коровы, особенно при разном расположении сосков по высоте. Ведутся опыты по изготовлению деталей из капрона, армированного черными металлами.
При компоновке деталей доильного стакана в целом приходится решать вопрос о форме сосковой резины и применительно к ней о форме гильзы. В последнее время все чаще стали отказываться от простой формы сосковой резины в виде цилиндрической трубки, в которую для образования присоска вставляется металлическое кольцо. Причина заключается в том, что хотя трубка и очень проста в изготовлении и на нее идет примерно в 2 раза меньше резины, но доильные стаканы с такой сосковой резиной менее удобны в эксплуатации: они получаются многодетальными, относительно сложными в сборке и разборке и их нельзя собрать без специальных приспособлений. Многие фирмы начинают отказываться от цилиндрической формы сосковой резины и переходят к конической, напоминающей форму соска коровы.
В настоящее время большинство фирм изготовляет сосковую резину сложной конфигурации путем отливки ее в специальных формах. Сборка доильного стакана с такой сосковой резиной проста и доступна даже неквалифицированному персоналу. Многие фирмы стали изготовлять сосковую резину вместе с молочной трубкой. В этом случае доильный стакан состоит всего из двух деталей, и его можно легко и быстро собрать и разобрать. Однако ему присущи некоторые недостатки.
В этой конструкции трудно осуществить хорошее натяжение сосковой резины. Многочисленные буртики на конце сосковой резины не всегда позволяют достичь цели: неопытные дояры слишком быстро начинают использовать крайний буртик, обеспечивающий самое большое натяжение сосковой резины, и поэтому через некоторое время она вытягивается и натяжение ее оказывается недостаточным, что снижает скорость доения.
Как известно, при слабо натянутой сосковой резине сокращается длительность такта сосания, и поэтому при работе всех доильных стаканов, состоящих из двух деталей, замечается уменьшение скорости доения. Для компенсации этого приходится относительно удлинять такт сосания, к чему и прибегают многие фирмы. Так как длину сосковой резины нельзя уменьшить обрезкой, ее приходится преждевременно выбрасывать. Предусмотреть же такую длину сосковой резины, чтобы сразу было обеспечено самое сильное ее натяжение, невозможно, потому что в процессе эксплуатации возникает остаточная деформация материала, которая быстро нарушает первоначальную степень натяжения.
Второй недостаток сосковой резины, совмещенной с молочной трубкой, состоит в том, что срок ее службы примерно в 2 раза меньше срока службы молочной трубки. На каждые две сосковые резины достаточно иметь одну молочную трубку. Исходя из этих соображений, сосковую резину и молочную трубку для отечественных доильных машин изготовляют раздельно, что позволяет экономить около 25% резины. Соединение сосковой резины с молочной трубкой и гильзой сравнительно несложно (рис. 12). Сборка и разборка такого доильного стакана производятся без каких-либо приспособлений, а хорошее натяжение сосковой резины может быть обеспечено обрезкой ее ножницами. Сосковая резина сверху имеет специальный присосок, а нижний цилиндрический ее конец соединяется с молочной трубкой при помощи металлического кольца. Диаметр сосковой резины в цилиндрической ее части равен 23 мм, у присоска — 23—24 мм.

На рис. 13 показан другой вариант конструкции доильного стакана, состоящего из двух деталей. Гильза в стаканах обоих вариантов одна и та же, а сосковая резина во втором варианте выполнена за одно с молочной трубкой. Испытания этого доильного стакана показали, что больших преимуществ по сравнению со стаканами первого варианта он не имеет. Рабочая длина сосковой резины в стакане из двух деталей заметно меньше.
Тонкую сосковую резину, армированную тканью, можно изготовлять как по первому, так и по второму конструктивным вариантам (рис. 14 и 15). Второй вариант, когда сосковая резина совмещена с молочной трубкой, будет в этом случае даже более целесообразным, так как благодаря армированию стенок тканью срок службы сосковой резины должен увеличиться приблизительно вдвое и, следовательно, стать равным сроку службы молочной трубки. Кроме того, в этом случае при сборке сосковая резина будет меньше удлиняться, так как армированная ее часть не растягивается.
Рабочая длина сосковой резины, армированной тканью, по-видимому, должна быть около 200 мм. В соответствии с этим следует укоротить молочную трубку так, чтобы общая длина доильного стакана вместе с молочной трубкой осталась прежней и не создавала затруднений при доении коров с низко расположенным выменем: длинные стаканы и молочные трубки осложняют надевание стаканов на соски коров, а при спадании одного стакана он достает до пола и засасывает грязь.

Чтобы повысить безвредность доильного аппарата при доении коров, делаются попытки усовершенствовать сосковую резину и другими способами. Так, например, фирма Дэри-Кул Бу-Мэтик выпускает доильные стаканы новой конструкции (рис. 16) и указывает на следующие преимущества своей сосковой резины.
1. Мягкий эластичный присосок предохраняет сосок от кольцевого сдавливания у его основания и гарантирует надлежащее выдаивание всех сосков без использования сосковой резины больших размеров.
2. Воздействие эластичной резины на сосок не сопровождается ее вспучиванием, вызываемым усталостью резины. Она достаточно эластична, чтобы охватывать большие соски, и в то же время имеет достаточно малые размеры, чтобы доить и маленькие соски. Изготовленная из натурального каучука, она не поглощает молочного жира, а следовательно, имеет более длительный срок службы.
3. Предварительно сплющенная сосковая резина обеспечивает при сжатии отдых от действия разрежения даже самых длинных сосков (если пульсатор и вакуумная система работают правильно). Небольшая сжимаемая поверхность способствует стабилизации вакуума и ограничивает его воздействие.

Иногда в каждом доильном стакане делают смотровое стекло в виде прозрачной чашечки, расположенной в нижней его части и служащей к тому же соединительной деталью между основой резиной и гильзой.
Необходимость иметь смотровое стекло на каждом доильном стакане является спорной, а усложнение доильного стакана получается существенное. Поэтому многие фирмы отказались от этого.
Место расположения патрубка пульсирующего вакуума на гильзе доильного стакана существенного значения не имеет. Для экономии резины его лучше делать в нижней части гильзы, что дает возможность изготовлять резиновую трубку пульсирующего разрежения более короткой. Однако при попадании воды в межстенное пространство доильных стаканов она сразу же стекает в пульсатор и нарушает его работу. В Австралии наилучший по конструкции доильный стакан (рис. 17) имеет низко расположенный патрубок пульсирующего разрежения.
Доильный стакан, изображенный на рис. 17, разработан в Руакуре. Он имеет сосковую резину 2 с присоском 1, выполненные из синтетического (нитрильного) каучука, и молочную трубку 7 с жестким цилиндрическим верхним концом 5, сделанным из натурального каучука или неопрена. Соединение сосковой резины с молочной трубкой простым прижатием создает гигиеническое уплотнение между ними. В дне гильзы сделаны специальные отверстия, так что вода не может накапливаться между сосковой резиной и стенками гильзы. При сборке сосковая резина не подвергается растяжению, что увеличивает срок ее службы.
Почти все фирмы, выпускающие доильные машины, изготовляют доильные стаканы с концентрично расположенной в них сосковой резиной. Однако фирма Юниверсл выпускает сосковую резину с эксцентрично расположенным входным отверстием для соска, а толщину ее стенок делает неравномерной. Доильные стаканы для передних сосков находятся выше по отношению к коллектору, что более удобно для доения, так как у большинства коров задние соски расположены ниже передних.
Многие фирмы считают вполне рациональным выпуск сосковой резины нескольких форм, легко сочетающихся с одной гильзой. У некоторых конструкций доильного стакана (например, фирмы Манус) имеется приспособление для натяжения сосковой резины только во время доения (рис. 18). Между доениями резина находится в ненатянутом состоянии, что удлиняет срок ее службы.